Kapazitive Messtechnik EEG-Helm aus dem 3D-Drucker misst Gehirnsignale kontaktlos

An der TU Braunschweig wird ein leichter Elektroden-Helm entwickelt, der die Diagnostik durch mobile drahtlose Übertragung der elektrischen Aktivität des Gehirns erheblich vereinfacht. Mit dem EEG-Helm können Gehirnsignale durch neuartige kapazitive Elektroden ohne direkten elektrischen Kontakt zum Kopf gemessen werden.

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Es ist bereits die dritte Elektroden-Helm-Generation, die das Institut für Elektrische Messtechnik und Grundlagen der Elektrotechnik (EMG) entwickelt hat. Der neue Helm wiegt nur 500 Gramm, ist mit 24 Elektroden ausgestattet, und kann individuell an verschiedene Nutzer angepasst werden. Mittels 3D-Druckern kann er schnell und in höherer Stückzahl gefertigt werden.

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„Der Helm ist zwar noch nicht marktreif, aber er kann bereits für Studien in Kliniken und Arztpraxen eingesetzt werden“, sagte Prof. Meinhard Schilling vom EMG. Die neue Technologie zeichnet sich durch ein gutes Signal-Rauschverhältnis aus. Sie kombiniert die kapazitive Messung der Gehirnsignale mit speziellen Maßnahmen zur Unterdrückung von elektrischen Störungen aus der Umgebung.

Durch den Einsatz der kapazitiven Elektroden ist kein direkter elektrischer Kontakt zum Kopf mehr erforderlich und somit kann auf die langwierige Vorbereitung mit Kontaktgel verzichtet werden, stattdessen wird der Helm aufgesetzt und das EEG kann aufgenommen werden Das Institut für Elektrische Messtechnik und Grundlagen der Elektrotechnik erforscht bereits seit einigen Jahren biochemische Sensorik und arbeitet dabei eng mit Neurologen der Charité Berlin und Informatikern der TU Berlin zusammen. Ziel ist es, eine schnelle, einfache und drahtlose Aufnahme der Gehirnsignale für die medizinische Diagnostik wie zum Beispiel bei der Schnelldiagnostik von Epilepsie oder Schlafforschung zu erreichen.

Aber auch neue Anwendungen an der Schnittstelle Mensch und Maschine, wie die Steuerung von Computerspielen und anderen Geräten sowie Einsatzmöglichkeiten in der Neuro-Ergonomie sind damit möglich. Hier könnte in Zukunft der Konzentrationszustand gemessen werden, wo Menschen blitzschnell reagieren müssen, wie zum Beispiel im Cockpit eines Flugzeugs oder am Leitstand großer Industrieanlagen.

EEG-Helm mit 3D-Druck-Verfahren

Ein leichter Helm für EEG-Anwendungen sollte aus Kunststoffteilen aufgebaut sein, die gleichzeitig stabil und flexibel genug sind, um für die verschiedenen Kopfformen und –durchmesser angepasst zu werden. Für den EEG-Helm wurden alle Kunststoffteile mit 3D-Druckern hergestellt. Die Elektronik der einzelnen kapazitiven Elektroden ist dann in die gedruckten Kunststoffteile eingebaut worden. Eine Mechanik erlaubt die Anpassung des Helms an die verschiedenen Kopfgrößen der Versuchspersonen. Die Verkabelung der Elektroden mit der Elektronik erfolgt verdeckt in den Bügeln. Über den Ohren sind in zwei Boxen die Akkumulatoren und die Elektronik mit der Bluetooth-Funkschnittstelle untergebracht.

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